【高斯摩分享】什么是超聲波？

超聲波（Ultrasonic Wave） 是指頻率高于人類聽覺范圍（>20 kHz）的聲波，屬于機械振動波，需通過介質(zhì)（如固體、液體、氣體）傳播。以下是其核心要點：

1. 基本特性

• 頻率范圍：

• 人類可聽聲波：20 Hz ~ 20 kHz

• 超聲波：20 kHz ~ 10 MHz（工業(yè)常用 20 kHz~1 MHz）

• 更高頻段（>1 GHz）稱為 特超聲（Hypersound）。

• 傳播特性：

• 方向性強：高頻波束不易擴散，適合精準(zhǔn)探測（如超聲波成像）。

• 穿透能力：在固體、液體中傳播距離遠(yuǎn)，氣體中衰減快。

• 反射與折射：遇到不同介質(zhì)界面會反射（如B超成像原理）。

2. 產(chǎn)生方式

超聲波通常由 壓電換能器（Piezoelectric Transducer） 產(chǎn)生：

• 壓電效應(yīng)：對石英、陶瓷（如PZT）等材料施加電壓，使其振動產(chǎn)生超聲波。

• 逆壓電效應(yīng)：接收超聲波時，振動轉(zhuǎn)化為電信號（用于探測）。

3. 主要應(yīng)用領(lǐng)域

(1) 工業(yè)領(lǐng)域

• 無損檢測（NDT）：檢測金屬裂紋、焊接缺陷（如超聲波探傷儀）。

• 清洗：利用空化效應(yīng)（Cavitation）去除精密零件污漬（頻率 20~40 kHz）。

• 焊接：塑料/金屬的超聲波焊接（如手機外殼封裝）。

(2) 醫(yī)療領(lǐng)域

• 超聲成像（B超、彩超）：通過反射波生成體內(nèi)器官圖像（2~18 MHz）。

• 治療：碎石（沖擊波）、物理治療（促進(jìn)組織修復(fù)）。

(3) 其他應(yīng)用

• 測距與傳感：超聲波雷達(dá)（如汽車倒車?yán)走_(dá)、無人機避障）。

• 生物學(xué)：聲吶（蝙蝠、海豚導(dǎo)航）、驅(qū)蟲設(shè)備（>25 kHz）。

4. 超聲波 vs 普通聲波

5. 安全注意事項

• 高強度超聲波可能對細(xì)胞或組織造成損傷（如工業(yè)設(shè)備需防護(hù)）。

• 醫(yī)療診斷用的低功率超聲波通常無害。